Fuel Cell


Fuel cell adalah suatu alat elektrokimia yang secara langsung mengkonversi energi kimia yang terdapat dalam  fuel cell menjadi energi listrik [1]. Alat ini munggunakan suatu kombinasi antara bahan bakar yang dapat berupa hidrogen, propana, butana, metanol, ataupun bahan bakar diesel dengan oksigen. Bahan bakar dan oksigen tersebut direaksikan melalui elekroda-elektroda dan melewati elektroli konduktif ion (ion conducting electrolyte).

Hasil reaksi antara bahan bakar dan oksigen akan menghasilkan air yang sangat aman bagi lingkungan. Skema kerja dari fuel cell dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Fuel cell
Fuel cell

Penggunaan hidrogen yang terdapat pada fuel cell dapat didesain menjadi suatu sistem portable yang dapat dipindah-pindahkan serta mempunyai massa yang ringan. Berbeda dengan sistem pembakaran yang terdapat pada alat transportasi konvensional (penggunaan piston pada mobil/motor), Rangkaian fuel cell tersebut tidak mempunyai bagian yang bergerak ataupun bergetar sehingga tidak menimbulkan polusi.

Fuel cell mempunyai beberapa kelebihan, diantara lain adalah [2]:
  1. Tidak mengeluarkan emisi suara (tidak berisik).
  2. Efesiensi energy yang cukup tinggi.
  3. Bebas emisi polutan sehingga tidak mencemari lingkungan.
  4. Dapat digunakan dalam beberbagai jenis aplikasi penggunaan.
Tingginya efesiensi kerja yang sangat baik pada fuel cell dikarnakan 50-70% bahan bakar yang digunakan  akan dikonversi menjadi energi listrik, bahkan hingga mencapai 90% jika dilakukan heat recovery. Fuel cell dapat diaplikasikan dalam berbagai jenis aplikasi yang menggunakan energi seperti dalam cell phones, personal computer, power station seperti pada rumah sakit, gedung perkantoran, sekolah dan juga pada kendaran transportasi seperti motor dan mobil.

Secara umum, fuel cel dapat dikalsifakiskan menjadi beberapa jenis. Pengklasifikasian jenis-jenis fuel cell tersebut berdasarkan elektrolit yang digunakan, temperature operasi,  Klasifikasi dari fuel cell tersebut terangkum dalam tabel dibawah ini.

Jenis
Elektrolit
Katalis
Temperatur Operasi (oC)
Karakteristik
Alkaline Fuel cell (AFC)
KOH
Platinum
60-120
Efisiensi energi tinggi,
Phosphoric Acid Fuel cell (PAFC)
Phosphoric Acid (H+)
Platinum
160-200
Efisiensi energi terbatas, peka terhadap CO2(<1,5% Vol)
Molten Carbonate Fuel cell (MCFC)
Molten Carbonate (CO22-)
Electrode Material
500-650
Rentan korosi temperature tinggi
Solid Oxide Fuel cell (SOFC)
Lapisan Keramik(O2-)
Electrode Material
800-1000
Efisiensi sistem tinggi, temperatur operasi perlu direduksi
Polymer Electrolyte Membrane Fuel cell (PEMFC)
Polymer Electrolyte (H+)
Platinum
60-100
Kerapatan energi tinggi, memiliki kepekaan terhadap CO (<100ppm)
Direct Methanol Fuel cell (DMFC)
Electrolyte Polymer(H+)
Platinum
60-120
Efisiensi sistem tinggi, peka terhadap hasil oksidasi di anoda

Keenam jenis fuel cell diatas beroperasi pada rentan temperature yang berbeda. Sebagi contoh, Direct Methanol Fuel cell digunakan pada range temperature 60-1200C sedangkan  Solid Oxide Fuel cell bekerja padar temperature 800-10000C. Selain itu, esmisi dan reaksi yang dihasilakan akan berbeda jika menggunakan bahan bakar berjenis hidro karbon.

Berbagai jenis fuel cell yang telah dijelaskan diatas dibedakan berdasarkan  parameter jenis elektrolit yang digunakan pada fuel cell tersebut. Secara umum jenis elektrolit yang terdapat di dalam fuel cell akan menentukan [2]:
  1. Jenis sel bahan bakar (fuel cell)
  2. Jenis reaksi elektrokimia yang terjadi di dalam fuel cell
  3. Jenis katalis yang digunakan
  4. Jenis bahan bakar atau input yang diperlukan
  5. Rentang temperature kerja dari fuel cell.

Daftar Pustaka

  • Energy, U.D.o., Fuel Cell Handbook. 7th Edittion ed. 2004, Morgantown, West Virginia: EG & G Technical Inc.
  • Chris, R. and S. Scott, Introduction to Fuel Cell Technology. 2003, Notre Dame.
Jangan lupa membagikan referensi ini jika bermanfaat

Terimakasih